فرز الحصى يكتسب قوة الدفع
لعقود من الزمن، تم التعامل مع إعادة تدوير الحصى كميزة لا مفر منها في دوائر طحن الصخور الصلبة. في عمليات النحاس والذهب الكبيرة، يتم إرجاع الأجزاء الخشنة المختصة التي تقاوم الكسر بشكل روتيني إلى المطحنة، إما مباشرة أو بعد المرور عبر كسارات الحصى.
هذا النهج هو المعيار في جميع أنحاء صناعة التعدين. كما يتم التشكيك فيه بشكل متزايد.
اقرأ أيضاً
وبينما يواجه عمال المناجم ارتفاع تكاليف الطاقة، وانخفاض درجات الخام، والضغوط المتزايدة لتحسين الإنتاجية من الأصول الموجودة، يتحول الاهتمام نحو أوجه القصور المتأصلة في أعماق دوائر التفتيت. ومن بينها الاعتراف المتزايد بأن ليس كل الحصى يحمل قيمة كافية لتبرير المعالجة المتكررة.
وفقًا لتحليل أجرته شركة SRK Consulting وشركة TOMRA Mining، فإن ما يتراوح بين 5% إلى 30% من تغذية المطاحن في بعض العمليات يمكن أن تظهر على شكل حصوات – شظايا خشنة وصلبة تقاوم المزيد من الكسر ويتم إعادة تدويرها بشكل متكرر من خلال دائرة الطحن.
وفي حين يتم التعامل معها في كثير من الأحيان على أنها مسألة تشغيلية روتينية، إلا أن الآثار يمكن أن تكون كبيرة.
تشغل الحصى حجم المطحنة، وتستهلك طاقة إضافية أثناء إعادة الطحن وتقلل من كمية الخام الطازج الذي يمكن للدائرة معالجته. وفي العمليات عالية الحصى، يمكن لكل طن من المواد المعاد تدويرها أن يحل محل ما بين 0.4 و0.7 طن من الأعلاف الجديدة، وفقًا للشركات.
والنتيجة هي مشكلة الكفاءة المركبة: زيادة استهلاك الطاقة، وزيادة تآكل الكسارات والمطاحن، وزيادة الطلب على المياه، وانخفاض الإنتاجية.
ويتجلى التحدي بشكل خاص في عمليات النحاس الكبيرة التي تعالج أجسام الخام الصلبة، على الرغم من التعرف على ديناميات مماثلة بشكل متزايد في مناجم الذهب والمعادن المتعددة.
من المعالجة بالجملة إلى المعالجة الانتقائية
وتعكس هذه القضية تحولاً أوسع نطاقاً يجري في قطاع التعدين. تاريخيًا، تم تصميم محطات معالجة المعادن لتعظيم إجمالي إنتاجية المواد، مع قدرة محدودة على التمييز بين الجزيئات القيمة والمنخفضة القيمة بمجرد دخول الخام إلى الدائرة.
وهذا الافتراض يتغير.
في جميع أنحاء الصناعة، تعمل التقنيات مثل فرز الخام السائب، وتعويم الجسيمات الخشنة، والتركيز المسبق القائم على أجهزة الاستشعار، على تشجيع المشغلين على التفكير بشكل أكثر انتقائية حول كيفية انتقال المواد عبر المصنع.
وتتبع الحجة الناشئة حول تيارات الحصى نفس المنطق: إذا كانت بعض الجسيمات تحتوي على قيمة قليلة قابلة للاسترداد، فإن معالجتها كلها قد لا تكون منطقية من الناحية الاقتصادية.
يقول أدريان دانس، المستشار الرئيسي في مكتب SRK للاستشارات في فانكوفر، أن تيارات الحصى غالبا ما تكون أكثر تجانسا مما يفترضه المشغلون.
يتم تقييم الحصى عادةً على أنها تيار ضخم واحد، يبلغ متوسطه عادةً حوالي 60% من درجة التغذية. ومع ذلك، يُظهر التحليل على مستوى الجسيمات تباينًا كبيرًا في المحتوى المعدني، حيث تحمل بعض الحصى قيمة ضئيلة أو معدومة بينما يحتوي البعض الآخر على درجات أعلى بكثير.
وفقًا لشاروخان، تشير أعمال الاختبار إلى أن ما يصل إلى 80% من المعدن الموجود قد يتركز في ما يقرب من نصف كتلة الحصى، مما يترك الجزء المتبقي تحت درجة القطع.
إذا كانت الدقة على نطاق التشغيل، فإن المعنى الضمني مهم: قد تستهلك كميات كبيرة من المواد منخفضة القيمة الطاقة وتشغل قدرة الطحن دون المساهمة بشكل مادي في الاسترداد.
لماذا ينتقل الفرز المعتمد على المستشعر إلى دوائر الطحن
الحل المقترح هو الفرز المعتمد على أجهزة الاستشعار، والذي يتم تطبيقه مباشرة على تيارات الحصى قبل إعادة دخول المادة إلى المصنع.
تقليديًا، تم نشر تقنيات فرز الخام في المراحل الأولية كأدوات للتركيز المسبق، وإزالة النفايات قبل بدء الطحن. يمثل توسيع الفرز إلى أحمال متداولة داخل دوائر الطحن تطورًا ملحوظًا في كيفية وضع التكنولوجيا.
قال فرناندو روميرو لاج، مدير مبيعات المنطقة في TOMRA Mining، إن أنظمة نقل الأشعة السينية (XRT) يمكنها تحليل جزيئات الحصى الفردية وفقًا للكثافة الذرية، وفصل المواد ذات القيمة الأعلى عن الصخور ذات الجودة المنخفضة أو الجرداء بالمللي ثانية.
على عكس أنظمة الفحص التقليدية، التي تصنف الجسيمات حسب الحجم فقط، يحاول فرز XRT تمييز المواد وفقًا للتركيب الداخلي.
توفر تيارات الحصى ظروف تشغيل مواتية لهذا النوع من التكنولوجيا لأن المادة قد تم فحصها وغسلها ونقلها بالفعل، مما يخلق خصائص تغذية مستقرة نسبيًا.
من الناحية العملية، يسمح هذا برفض الحصى ذات القيمة المنخفضة قبل أن تستهلك المزيد من طاقة الطحن، بينما تستمر المواد ذات الجودة الأعلى عبر الدائرة.
الهدف الأوسع ليس مجرد تحسين عملية الاسترداد، بل تقليل الحمل المتداول عبر المصنع.
اقتصاديات الإنتاجية المتزايدة
يعكس الاهتمام المتزايد لصناعة التعدين بتحسين عملية التفتيت النفوذ الاقتصادي المرتبط حتى بتحسينات الإنتاجية المتواضعة.
تعد دوائر الطحن من بين الأجزاء الأكثر استهلاكًا للطاقة في عمليات معالجة المعادن، وغالبًا ما تمثل أكثر من نصف إجمالي استهلاك الطاقة للمكثف. يتطلب توسيع قدرة الطحن عادةً استثمارًا رأسماليًا كبيرًا وفترات زمنية طويلة.
ونتيجة لذلك، فإن التكنولوجيات القادرة على تحقيق مكاسب إنتاجية إضافية من البنية التحتية القائمة تجتذب اهتماما غير متناسب.
يستشهد SRK وTOMRA بأمثلة من عمليات النحاس في كندا وبيرو، حيث يُقال إن الرفض الانتقائي للحصى أدى إلى تحسين الإنتاجية ودرجة التغذية. وفي إحدى العمليات الكندية، تدعي الشركات أن رفض الحصى ذات الجودة المنخفضة أدى إلى زيادة الإنتاجية بنسبة تصل إلى 6٪، أي ما يعادل 21 مليون دولار من الإيرادات السنوية الإضافية.
ومع ذلك، تظل الأمثلة مجهولة المصدر ولم يتم نشر بيانات التشغيل التي تم التحقق منها بشكل مستقل علنًا.
وهذا يترك أسئلة مهمة دون إجابة حول اقتصاديات النشر، ودقة الفرز، ومقايضات الاسترداد، والأداء التشغيلي على المدى الطويل.
هناك أيضًا قيود عملية. تقدم أنظمة الفرز المعتمدة على أجهزة الاستشعار تعقيدًا إضافيًا للدوائر، وتتطلب عرضًا مستقرًا للمواد وتعتمد بشكل كبير على خصائص الجسم الخام. في الودائع المتغيرة للغاية، قد يكون من الصعب الحفاظ على أداء فصل ثابت.
علاوة على ذلك، فإن رفض المواد في وقت مبكر من الدائرة يحمل بطبيعته مخاطر معدنية إذا تم التخلص من الجزيئات القيمة بشكل غير صحيح.
ومع ذلك، فإن اتجاه السفر عبر القطاع أصبح أكثر وضوحا.
وبدلاً من تعظيم الأطنان المعالجة بأي ثمن، تستكشف شركات التعدين بشكل متزايد كيفية تعظيم قيمة الطن المعالج. في هذا السياق، بدأ يُنظر إلى تيارات الحصى – التي طالما اعتبرت مصدر إزعاج لا مفر منه داخل دوائر الطحن – على أنها فرصة أخرى للتحسين الانتقائي.
